CN111240128B - 一种可切换光照形式的视觉光源及机器视觉系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可切换光照形式的视觉光源及机器视觉系统，视觉光源包括透明外罩、不透明内罩、发光单元、反光罩、亚面柔性膜以及驱动元件；透明外罩由光面透光材料制成；不透明内罩置于透明外罩的内侧并可相对其滑动；反光罩内具备内凹反光面；亚面柔性膜由亚面透光材料制成，其具备侧边套合部以及端面遮挡部，侧边套合部套设在筒状部的外围，端面遮挡部用于遮挡封口部；驱动元件可驱动不透明内罩相对于透明外罩在第一位置与第二位置间运动，且该相对运动可带动亚面柔性膜相对于透明外罩的相对运动。本发明可实现视觉光源可在照射发光单元与漫射发光单元两种发光单元之间切换，方便机器视觉系统按需选择光照形式，无需频繁更换发光单元，提高使用便利性。

Description

一种可切换光照形式的视觉光源及机器视觉系统
技术领域
本发明涉及视觉元器件技术领域，特别是涉及一种可切换光照形式的视觉光源及机器视觉系统。
背景技术
在机器视觉领域，视觉相机需要配合视觉光源使用，视觉光源对需要拍摄的位置进行补光，使得视觉相机可捕捉到足够亮度的图像，使得视觉相机获得的图像的质量不会由于环境光的变化而发生变化。在视觉识别领域，一般需要根据被识别物体的属性来选取发光单元的形式，如被识别物体是磨砂面，可采用照射发光单元，当识别物体表面是光面，为了防止形成反光光斑，一般采用漫发光单元，因此，现有的机器视觉系统经常需要根据被识别物体的属性而更换发光单元，操作麻烦。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可切换光照形式的视觉光源及机器视觉系统，旨在解决现有视觉光源形式单一，需要按需更换的问题。
技术方案：为实现上述目的，本发明的可切换光照形式的视觉光源，其包括透明外罩、不透明内罩、发光单元、反光罩、亚面柔性膜以及驱动元件；
所述透明外罩由光面透光材料制成，其包括筒状部，所述筒状部的下端具备封口部；
所述不透明内罩为中空柱状结构，其下端敞口，且其置于所述透明外罩的内侧并可相对其滑动；
所述反光罩内具备内凹反光面，且其相对于所述不透明内罩固定；
所述亚面柔性膜由亚面透光材料制成；其具备侧边套合部以及端面遮挡部，所述侧边套合部套设在所述筒状部的外围，所述端面遮挡部用于遮挡所述封口部；
所述发光单元相对于所述透明外罩固定；
所述驱动元件可驱动所述不透明内罩相对于所述透明外罩在第一位置与第二位置间运动，所述不透明内罩与所述透明外罩的相对运动可带动所述亚面柔性膜相对于所述透明外罩的相对运动；
所述不透明内罩相对于所述透明外罩处于第一位置时，所述发光单元置于所述反光罩内，且所述端面遮挡部未将所述封口部遮挡；所述不透明内罩相对于所述透明外罩处于第二位置时，所述发光单元置于所述反光罩外，且所述端面遮挡部将所述封口部遮挡。
进一步地，所述端面遮挡部由若干三角状部分构成，当所述不透明内罩相对于所述透明外罩处于第一位置时，所述三角状部分置于所述筒状部的外围；当所述不透明内罩相对于所述透明外罩处于第二位置时，所有所述三角状部分拼合为一可将所述封口部遮挡的遮挡片。
进一步地，所述侧边套合部的两侧各设有透明硬质环。
进一步地，所述驱动元件为电动推杆，其安装在所述透明外罩内，且其两端分别连接所述透明外罩与所述不透明内罩。
进一步地，所述透明外罩的背侧固定有封盖，所述封盖上固定有穿过所述反光罩的中心的杆件，所述发光单元安装在所述杆件的远离所述封盖的一端。
进一步地，所述透明外罩内还安装有控制器总成。
机器视觉系统，其包括上述的可切换光照形式的视觉光源以及视觉相机，两者安装在支架上。
有益效果：本发明的可切换光照形式的视觉光源及机器视觉系统，通过设置内外两层罩体、反光罩与亚面柔性膜，并通过内外两层罩体的相对运动，可实现视觉光源可在照射发光单元与漫射发光单元两种发光单元之间切换，方便机器视觉系统按需选择光照形式，无需频繁更换发光单元，提高使用便利性。
附图说明
附图1为可切换光照形式的视觉光源的第一状态外形图；
附图2为可切换光照形式的视觉光源的第一状态剖视图；
附图3为可切换光照形式的视觉光源的第二状态外形图；
附图4为可切换光照形式的视觉光源的第二状态剖视图；
附图5为可切换光照形式的视觉光源的第二状态仰视图；
附图6为机器视觉系统的结构图。
图中：1-透明外罩；1-1-封口部；1-2-筒状部；2-不透明内罩；3-发光单元；4-反光罩；4-1-反光面；5-亚面柔性膜；5-1-侧边套合部；5-2-端面遮挡部；5-21-三角状部分；6-驱动元件；7-第一牵引线；8-第一换向轮；9-第二换向轮；10-第二牵引线；11-第三换向轮；12-透明硬质环；13-封盖；14-杆件；15-控制器总成；16-视觉相机；17-支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1-5所示的可切换光照形式的视觉光源(以下简称“视觉光源”)，其包括透明外罩1、不透明内罩2、发光单元3、反光罩4、亚面柔性膜5以及驱动元件6；所述透明外罩1由光面透光材料制成，其包括筒状部1-2，所述筒状部1-2的下端具备封口部1-1；所述不透明内罩2为中空柱状结构，其下端敞口，且其置于所述透明外罩1的内侧并可相对其滑动；所述反光罩4内具备内凹反光面4-1，且其相对于所述不透明内罩2固定；所述亚面柔性膜5由亚面透光材料制成，具备侧边套合部5-1以及端面遮挡部5-2，所述侧边套合部5-1套设在所述筒状部1-2的外围，所述端面遮挡部5-2用于遮挡所述封口部1-1；所述发光单元3相对于所述透明外罩1固定；所述驱动元件6可驱动所述不透明内罩2相对于所述透明外罩1在第一位置与第二位置间运动，所述不透明内罩2与所述透明外罩1的相对运动可带动所述亚面柔性膜5相对于所述透明外罩1的相对运动；如此，驱动元件6可直接驱动不透明内罩2运动，并可通过不透明内罩2间接驱动亚面柔性膜5运动，整个视觉光源只需要一个动力源(即：驱动元件6)即可实现视觉光源的光照形式转化。
如附图1-2所示，所述不透明内罩2相对于所述透明外罩1处于第一位置时，所述发光单元3置于所述反光罩4内，且所述端面遮挡部5-2未将所述封口部1-1遮挡；此时，不透明内罩2位于透明外罩1内的下端位置，不透明内罩2将筒状部1-2的下侧遮住，使得发光单元3发出的光无法从筒状部1-2照出，同时由于发光单元3置于所述反光罩4内，反光罩4的内凹反光面4-1可将发光单元3发出的光线反射为平行光射出，如此，此时视觉光源作为直射发光单元使用。
如附图3-4所示，所述不透明内罩2相对于所述透明外罩1处于第二位置时，所述发光单元3置于所述反光罩4外，且所述端面遮挡部5-2将所述封口部1-1遮挡。此时，由于相对于第一位置状态，不透明内罩2发生了上移，如此，一方面不透明内罩2不再遮挡筒状部1-2的下侧，使得发光单元3发出的光可从筒状部1-2的下侧透出，另一方面不透明内罩2上移使得发光单元3移动至反光罩4之外，反光罩4不再起到将光线转换为平行光的作用，发光单元3发出的光具有更大的照射范围，第三方面，由于不透明内罩2的上移运动，带动了亚面柔性膜5的运动，使得亚面柔性膜5上的端面遮挡部5-2部分运动到了封口部1-1位置将封口部1-1遮挡住，如此，视觉光源的所有可透出光的面均被亚光材料覆盖，发光单元3发出的光转换为漫反射光，此时视觉光源为漫发光单元。
具体地，所述端面遮挡部5-2由若干三角状部分5-21构成，当所述不透明内罩2相对于所述透明外罩1处于第一位置时，所述三角状部分5-21置于所述筒状部1-2的外围；当所述不透明内罩2相对于所述透明外罩1处于第二位置时，所有所述三角状部分5-21拼合为一可将所述封口部1-1遮挡的遮挡片(如附图5所示)。如此，可实现对封口部1-1的遮挡以及撤销对封口部1-1的遮挡。
具体地，所述三角状部分5-21上连接有第一牵引线7，所述第一牵引线7绕过安装在所述透明外罩1上安装的第一换向轮8与第二换向轮9并连接所述不透明内罩2，封口部1-1中间具有穿入孔，穿入孔处设置有第一换向轮8，且透明外罩1内封口部1-1与筒状部1-2的交界位置安装有第二换向轮9，第一牵引线7绕过第一换向轮8转入至透明外罩1的内侧，再绕过第二换向轮9后与不透明内罩2连接；所述侧边套合部5-1上连接有第二牵引线10，所述第二牵引线10绕过所述透明外罩1上安装的第三换向轮11并连接所述不透明内罩2，第三换向轮11安装在筒状部1-2上侧，第二牵引线10绕过第三换向轮11穿引至透明外罩1的内侧并连接不透明内罩2。如此，可实现不透明内罩2双向运动时同时对亚面柔性膜5进行双向驱动。上述各换向轮与牵引线均为透明材料制成以防止遮挡光线。
优选地，所述侧边套合部5-1的两侧各设有透明硬质环12，透明硬质环12的设置可防止侧边套合部5-1变形。
所述透明外罩1的背侧固定有封盖13，所述封盖13上固定有穿过所述反光罩4的中心的杆件14，所述发光单元3安装在所述杆件14的远离所述封盖13的一端，如此可使得反光罩4可相对于发光单元3运动。
所述驱动元件6为电动推杆，其安装在所述透明外罩1内，且其两端分别连接所述透明外罩1(通过封盖13连接透明外罩1)与所述不透明内罩2。所述透明外罩1内还安装有控制器总成15。如此所有元器件均安装在透明外罩1内，视觉光源组件完整，不需要外设配件，控制器总成15只需要连接电源并接收外界的控制信号即可控制发光单元3点亮或灭掉，以及控制视觉光源在照射发光单元形态与漫发光单元形态之间变换。
本发明还提供了一种机器视觉系统，如附图6所示，其包括上述的可切换光照形式的视觉光源以及视觉相机16，两者安装在支架17上。该机器视觉系统可用于工业上进行流水线产品检测中对产品进行图像采集等作业。
本发明的可切换光照形式的视觉光源及机器视觉系统，通过设置内外两层罩体、反光罩与亚面柔性膜，并通过内外两层罩体的相对运动，可实现视觉光源可在照射发光单元与漫射发光单元两种发光单元之间切换，方便机器视觉系统按需选择光照形式，无需频繁更换发光单元，提高使用便利性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种可切换光照形式的视觉光源，其特征在于，其包括透明外罩、不透明内罩、发光单元、反光罩、亚面柔性膜以及驱动元件；
所述透明外罩由光面透光材料制成，其包括筒状部，所述筒状部的下端具备封口部；
所述不透明内罩为中空柱状结构，其下端敞口，且其置于所述透明外罩的内侧并可相对其滑动；
所述反光罩内具备内凹反光面，且其相对于所述不透明内罩固定；
所述亚面柔性膜由亚面透光材料制成；其具备侧边套合部以及端面遮挡部，所述侧边套合部套设在所述筒状部的外围，所述端面遮挡部用于遮挡所述封口部；
所述发光单元相对于所述透明外罩固定；
所述驱动元件可驱动所述不透明内罩相对于所述透明外罩在第一位置与第二位置间运动，所述不透明内罩与所述透明外罩的相对运动可带动所述亚面柔性膜相对于所述透明外罩的相对运动；
所述不透明内罩相对于所述透明外罩处于第一位置时，所述发光单元置于所述反光罩内，且所述端面遮挡部未将所述封口部遮挡；所述不透明内罩相对于所述透明外罩处于第二位置时，所述发光单元置于所述反光罩外，且所述端面遮挡部将所述封口部遮挡；
所述端面遮挡部由若干三角状部分构成，当所述不透明内罩相对于所述透明外罩处于第一位置时，所述三角状部分置于所述筒状部的外围；当所述不透明内罩相对于所述透明外罩处于第二位置时，所有所述三角状部分拼合为一可将所述封口部遮挡的遮挡片。
2.根据权利要求1所述的可切换光照形式的视觉光源，其特征在于，所述侧边套合部的两侧各设有透明硬质环。
3.根据权利要求1所述的可切换光照形式的视觉光源，其特征在于，所述驱动元件为电动推杆，其安装在所述透明外罩内，且其两端分别连接所述透明外罩与所述不透明内罩。
4.根据权利要求1所述的可切换光照形式的视觉光源，其特征在于，所述透明外罩的背侧固定有封盖，所述封盖上固定有穿过所述反光罩的中心的杆件，所述发光单元安装在所述杆件的远离所述封盖的一端。
5.根据权利要求1所述的可切换光照形式的视觉光源，其特征在于，所述透明外罩内还安装有控制器总成。
6.一种机器视觉系统，其特征在于，其包括如权利要求1-5任一项所述的可切换光照形式的视觉光源以及视觉相机，两者安装在支架上。
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